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等離子體物理基礎(普通高等院校物理學本研貫通系列教材)

  • 作者：編者:魏合林|責編:梁睿哲//周芬娜
  • 出版社：華中科技大學
  • ISBN：9787577202914
  • 出版日期：2024/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：294
人民幣：RMB 65 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是華中科技大學本科生基礎教育系列教材之一。本書盡量使用簡練的語言、豐富的圖示和簡單的數學過程介紹和描述等離子體物理的基本概念、基本理論和基本性質。由於等離子體的複雜性，本書在不同章節介紹和討論了等離子體在不同參數範圍和時空尺度下的各種物理過程和描述方法，以獲得對等離子體較為全面的認識。全書共分9章，第1章等離子體概述的內容為等離子體基礎，該章比較全面地介紹了等離子體的基本概念和性質。後面各章分別介紹了等離子體的單粒子軌道運動、等離子體中的碰撞與輸運、磁流體力學、等離子體中的波、等離子體平衡與穩定性、動理學理論介紹、低溫等離子體應用和高溫等離子體應用等。部分章節還介紹了目前等離子體領域一些重要的研究進展，以便增加學生們對等離子體前沿研究的認識。本書還設置了較多的思考題，以幫助學生加深對等離子體理論的理解。本書適合理工科大學生、研究生和科研工作者使用。
作者介紹
編者:魏合林|責編:梁睿哲//周芬娜
目錄
第1章  等離子體概述
  1.1  概念
  1.2  等離子體存在形式
  1.3  等離子體分類
  1.4  等離子體產生
    1.4.1  直流放電
    1.4.2  射頻輝光放電
    1.4.3  微波放電
    1.4.4  電暈放電
    1.4.5  介質阻擋放電
  1.5  等離子體的描述方法
  1.6  等離子體振蕩
    1.6.1  等離子體振蕩頻率
    1.6.2  振蕩頻率的物理意義
    1.6.3  等離子體激元
  1.7  ?拜屏蔽效應
    1.7.1  德拜屏蔽概念
    1.7.2  ?拜長度
    1.7.3  ?拜勢
    1.7.4  ?拜長度的物理意義
  1.8  等離子體鞘層
    1.8.1  鞘層的產生
    1.8.2  等離子體鞘層厚度和電勢分佈
    1.8.3  金屬表面電勢
    1.8.4  等離子體鞘層的玻姆判據
    1.8.5  等離子體鞘層的作用
  1.9  等離子體判據
  1.10  等離子體基本參量
  1.11  等離子體發展簡史
  思考題
第2章  單粒子軌道運動
  2.1  引言
  2.2  帶電粒子在均勻恆定電磁場中的運動
    2.2.1  帶電粒子在均勻磁場中的運動
    2.2.2  帶電粒子在均勻電磁場中的漂移運動
    2.2.3  重力場中的漂移運動
  2.3  帶電粒子在非均勻電磁場中的運動
    2.3.1  迴旋中心(引導中心近似
    2.3.2  均勻磁場和非均勻電場漂移運動
    2.3.3  帶電粒子在梯度磁場中的漂移運動
    2.3.4  帶電粒子在彎曲磁場中的漂移運動
    2.3.5  帶電粒子在磁鏡場中的運動
  2.4  帶電粒子在隨時間緩變的電磁場中的運動
    2.4.1  帶電粒子在隨時間緩變電場中的極化漂移
    2.4.2  帶電粒子在隨時間緩變的磁場中的徑向漂移
    2.4.3  拓展知識：隨時間緩變磁場中的等離子體應用
  2.5  絕熱不變數(浸漸不變數
    2.5.1  第一個絕熱不變數：磁矩
    2.5.2  第二個絕熱不變數：縱向不變數
    2.5.3  第三個絕熱不變數：磁通不變數

    2.5.4  范艾倫輻射帶與極光
  2.6  帶電粒子在高頻電磁波中的運動
    2.6.1  在弱電磁波中的顫抖運動
    2.6.2  高頻電磁場的作用與有質動力
    2.6.3  超強激光尾場中的電子加速
  2.7  漂移速度總結
  思考題
第3章  等離子體中的碰撞與輸運
  3.1  引言
  3.2  等離子體中的二體碰撞
    3.2.1  粒子間二體碰撞的一般描述
    3.2.2  二體碰撞過程中動量及能量變化
    3.2.3  碰撞過程中偏轉角的表達
    3.2.4  微分散射截面的定義及物理意義
    3.2.5  碰撞的積分特徵量
  3.3  等離子體中的庫侖碰撞
    3.3.1  庫侖碰撞
    3.3.2  庫侖對數
    3.3.3  庫侖對數與碰撞相關物理參量
    3.3.4  電阻率
  3.4  輸運過程的經驗定律
    3.4.1  等離子體中的碰撞
    3.4.2  擴散過程
    3.4.3  熱傳導過程
    3.4.4  黏滯過程
  3.5  非磁化弱電離等離子體中的輸運過程
    3.5.1  遷移率與擴散係數
    3.5.2  雙極擴散
    3.5.3  氣體放電等離子體中帶電粒子密度分佈
  3.6  均勻恆定磁場中弱電離等離子體中的輸運過程
  思考題
第4章  磁流體力學
  4.1  磁流體力學的發展及應用
  4.2  流體力學方程組
    4.2.1  流體
    4.2.2  流體力學方法
    4.2.3  應力張量
    4.2.4  流體力學方程組
  4.3  磁流體力學方程組
    4.3.1  考慮電磁力的流體力學方程
    4.3.2  電動力學方程組
    4.3.3  完整的磁流體方程組
    4.3.4  雙磁流體方程組和廣義歐姆定律
  4.4  磁應力(磁壓力和磁張力
  4.5  磁擴散與磁凍結
    4.5.1  磁感應方程
    4.5.2  磁擴散效應
    4.5.3  磁凍結效應
  4.6  均勻定常磁場中的抗磁漂移
    4.6.1  抗磁性漂移(垂直於磁場的流體漂移

    4.6.2  玻爾茲曼關係(平行於磁場的流體運動
  4.7  磁流體動力學平衡與等離子體約束
    4.7.1  θ箍縮(Pinch平衡方程
    4.7.2  z箍縮平衡方程
  思考題
第5章  等離子體中的波
  5.1  引言
  5.2  波的描述方法和色散關係
    5.2.1  波的表示方法
    5.2.2  相速度
    5.2.3  群速度
    5.2.4  波的偏振
    5.2.5  波的色散關係
  5.3  磁流體力學波
    5.3.1  中性氣體中的聲波
    5.3.2  阿爾文波
    5.3.3  磁流體力學波
  5.4  非磁化等離子體中的波
    5.4.1  電子靜電波(朗繆爾波
    5.4.2  離子靜電波/聲波
    5.4.3  電磁波
    5.4.4  電磁波的截止現象
    5.4.5  補充知識：電磁波色散關係及截止現象的相關應用
  5.5  磁化等離子體中的波
    5.5.1  垂直於磁場的靜電電子振蕩和高混雜波
    5.5.2  垂直於磁場的低混雜振蕩和低混雜波
    5.5.3  垂直於磁場的高頻電磁波
    5.5.4  平行於磁場的高頻電磁波
  5.6  磁化等離子體中的螺旋波
    5.6.1  螺旋波研究進展簡介
    5.6.2  螺旋波的色散關係
    5.6.3  螺旋波激發及天線類型
    5.6.4  螺旋波等離子體應用
  5.7  等離子體中的波總結
  5.8  等離子體中的波簡史及人物小傳
  思考題
第6章  等離子體平衡與穩定性
  6.1  引言
  6.2  等離子體力學平衡
    6.2.1  平衡方程
    6.2.2  磁面與磁通
    6.2.3  一維螺旋磁場平衡方程
  6.3  雙流不穩定性
  6.4  瑞利-泰勒不穩定性
    6.4.1  重力驅動流體中的瑞利-泰勒(RT不穩定性
    6.4.2  重力驅動等離子體中的RT不穩定性
  6.5  撕裂模不穩定性
  6.6  幾種常見的不穩定性介紹
    6.6.1  電流不穩定性
    6.6.2  交換不穩定性

    6.6.3  氣球模不穩定性
  思考題
第7章  動理學理論介紹
  7.1  分佈函數與弗拉索夫方程
    7.1.1  分佈函數
    7.1.2  弗拉索夫方程
  7.2  等離子體電子靜電波及朗道阻尼
    7.2.1  等離子體電子靜電波色散關係
    7.2.2  奇點的處理方法
    7.2.3  朗道阻尼
  7.3  朗道阻尼的物理意義
    7.3.1  朗道阻尼的唯像解釋
    7.3.2  朗道阻尼的本質
    7.3.3  補充知識：留數、留數定理
  思考題
第8章  低溫等離子體應用
  8.1  等離子體磁流體應用
    8.1.1  磁流體發電技術
    8.1.2  磁流體推進技術
  8.2  等離子體在半導體中的應用
  8.3  等離子體在民生新技術中的應用
  8.4  等離子體在納米材料製備中的應用
  思考題
第9章  高溫等離子體應用
  9.1  引言
  9.2  核聚變原理
  9.3  聚變點火條件
  9.4  磁約束聚變
  9.5  慣性約束聚變
  9.6  磁慣性約束聚變
  9.7  我國熱核聚變的研究歷程
  9.8  ITER時代的機遇與挑戰
  思考題
附錄A  湯森放電理論
附錄B  常用矢量與張量運算
參考文獻

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